高压电力电缆试验方法与检测技术探讨
任建新
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任建新,. 高压电力电缆试验方法与检测技术探讨[J]. 中国电力技术,2021.3. DOI:10.12721/ccn.2021.159418.
摘要: 现阶段,我国的现代化建设的发展迅速,电力是现代社会运转必不可少的技术支撑,电力供应作为现代化建设的基础设施,电力部门日益成为国民经济健康发展的关键部分。为实现新时期经济腾飞、满足社会发展的用电需求,电力部门需要全面了解电力电缆运行中可能发生的故障问题,做好故障维修与应急预案,避免电力中断威胁社会生产与生活。高压电力电缆是指电能分配、电力传输用途的电缆,可作为变电所、发电厂等企业的动力介质。随着城市用电、工业用电、企业用电量的增加,高压电力电缆故障原因分析与监测成为领域内研究的重点课题。高压电力电缆的所有构成部分均可能发生异常,进而导致区域内电缆发生故障。其中,高压电力电缆设备的绝缘劣化情况可通过局部放电检测的方式获得,当电缆绝缘发生劣化时会出现局部放电现象。所以,本文从局部放电角度入手,利用局部放电脉冲判断电缆是否存在局部放电现象,以获取高压设备绝缘情况,精准把握高压电力电缆设备绝缘运行状态,对劣化严重的绝缘电缆进行维修与更换。
关键词: 高压电力电缆;试验方法;检测技术探讨
DOI:10.12721/ccn.2021.159418
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引言

高压电力电缆在电力系统中应用广泛,关系到电气设备的使用寿命和使用安全,交流耐压试验是其安全运行的评估依据之一。电力电缆电压等级、型号及规格较多,交流耐压试验流程一致,但在实际试验中,往往受试验条件限制,要进行诸如电压35kV的中距离、规格较大的电缆交流耐压试验,因其电容电流大,要求高电压试验变压器的额定电流很大,而目前市场上达到这样要求的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍,经常是电压达到了要求,电流不能满足条件且试验设备笨重,不便搬运,给现场试验带来了困难。

1高压电力电缆故障原因分析

1.1质量不合格

高压电力电缆发生故障,最常见的原因就是其自身的质量不合格问题,会使其在运行的过程中存在着巨大的安全隐患。一般情景下,高压电力电缆都是直接暴露在阳光下,经过太阳光长期的直射,会使电力电缆外部的保护层受损、风化等。再加上天气环境变化的影响,不同的温度、湿度会加强对外部保护层的风化速度,使其所具体的绝缘功能逐渐地下降,甚至到失去绝缘的能力。如果不及时地维护与更换处理,就会引发击穿事故,不仅会影响到各领域的发展,而且还会危害到人们的生活安全。

1.2运行不稳定

随着各领域的快速发展,使工业化与民用化都加大了对用电的需求量,依然采用传统的高压电力电缆设备与材质,会增加其运行压力,使其铺设的规模无法满足各领域的用电需求。如果不及时地进行有效处理,会使高压电力电缆处于高负荷的状态下,不仅会造成能源的大量消耗与浪费,而且长期的使用,会正确安全隐患,增加故障发生率。

1.3施工不规范

对高压电力电缆的施工操作,是属于复杂性、系统化的工程,其施工不规范,就会对电力电缆的稳定性、可靠性造成不利的影响。对此,我们针对其施工不规范进行了以下的分析:首先,是忽视了对施工现场环境的考虑,未能够进行施工现场的勘察,无法对其安装的位置明确地选择,在现场施工的过程中,各项工作都处于混乱的状态下。尤其是对电缆、接头等部分的安装,是电力电缆施工的核心工作,现场工作人员忽视了对其的考虑,增加了电力电缆的施工难度。其次,是安装方法存在的问题。在整个施工的过程中,无论是对其的安装工序,还是多涉及到的单位、人员,都存在着复杂化,施工人员对施工现场环境不熟悉,为了能够在规定的时间内完成安装,就不可避免的会出现操作不当、人为因素的影响。例如:电缆表面受到破坏、连接操作不当引起的失常、接触不良等,都会对高压电力电缆的日常运行造成阻碍。

2操作要点

2.1电抗器配置方案选择、谐振频率选择

电容应包括被试电缆、电容分压器、补偿电容的和。电缆的容量根据电缆长度及电缆横截面对应计算,电感通过电抗器铭牌上已知电感量确定,通过公式估算出调谐频率。在遇到较长电缆时需计算并入电抗器数量,一般可将谐振频率设定在50HZ来计算所需的电感量,根据计算得出所需的电感,串联时两个电抗器电感量相加,通过单节电抗器的电感得出需要并入电抗器数量。

2.2试验设备的连接

高压试验设备的外壳必须接地,接地必须良好可靠;设备电源安全可靠;高压引线宜采用大直径金属软管并尽量短;电抗器使用时,应移除周围的金属物体,并避免直接将电抗器放置在钢板、铜板等大面积金属导体上使用。耐压试验接线时,应确保变压器高压侧相位与线路相位一致。电缆敷设路径与设计图一致,连接时螺栓应与电缆头铜鼻子配套,不应有间隙。

3高压电力电缆检测技术

3.1脉冲检测法

低压脉冲检测法,主要应用于开路故障、低阻故障中。检修人员会在电力系统内增设一个低压脉冲信号,使其对高压电力电缆在运行的过程中,检测出故障点之间的相遇时间,根据电气参数变化情况的分析,检测出其信号反射、折射的形式,明确故障点的具体位置。二次脉冲检测法,主要应用开路、低阻故障的相比分析,尤其是对电力电缆的闪络性故障、高阻故障。高压发生器冲击闪络技术是其的核心技术。能够在故障点起弧、灭弧的瞬间,就会触发到低压脉冲。通过检测人员对每次波形的分析,可以准确地确定其故障的位置。

3.2万用表检测技术

在高压电力电缆故障的检测技术中,万用表检测的最常用的方法之一,主要是其自身的优势,检测的工序简单、适用范围广等,能够满足各类电力电缆故障的检测需求。在检测的过程中,需要相关人员能够对高压电力电缆金属屏蔽层、电缆芯等单独检验,在万用表的检测下,准确地检测出其电阻情况。根据其检测的结果分析,能够准确地判断出其存在的故障问题,采取合理的解决措施,及时解决故障问题,从而确保高压电力电缆的稳定运行。

3.3电桥检测技术

对此项检测技术的应用,整个操作的过程简单、方便,受到电力单位及检测人员的青睐,使其在高压电力电缆的故障检测中被经常用到。在实践操作的过程中,对相关工作人员提出了专业性的要求,能够熟练地采用此检测技术,能够把出现问题的电力电缆与正常的电力电缆进行连接,选择短接的链接方式,然后在电力电缆的起始端,与单臂电桥的前路进行链接,以此为基础,能够准确地检测出高压电力电缆电阻、故障问题,其发生故障前与发生故障后的电阻值。最后是对高压电力电缆的长度分析,对其发生故障点的距离准确计算,从而针对其故障问题与故障点,采取相应的解决措施。

结语

高压电力电缆是电能传输的介质,是实现我国电力稳定供给的基本保障。本文研究了一种高压电力电缆绝缘劣化检测方法,由于局部放电是电缆绝缘效果老化的重要特征,基于宽带高频脉冲电流法采集电缆的脉冲数据,基于自适应无监督聚类方法将脉冲数据归类,获取脉冲信号在工频的分布规律后,即可精准识别当前检测电缆绝缘是否存在局部放电现象,如果存在说明该电缆绝缘正在劣化。

参考文献

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